C/C++浅谈引用与传递

Posted 2021-04-23 AMOKAY

1. 首先提及引用

C语言并没有，引用是C++引入的重要机制，让C语言中的指针实现的功能有更简洁的实现方式

引用更方便：只需要在定义的时候使用&符号即可，后续的使用完全跟普通变量一样，而其底层的指针实现方式又使其相比于普通变量更方便传递

1.1. 引用与指针的相同点

引用是变量的别名，他不能脱离变量而存在。其实引用本身是一个变量，只不过这个变量的定义与使用不同于一般的变量。

如下为引用的使用，其中变量ri即为一个引用

int i = 5;
int &ri = i;
ri =  8;//可以实现修改i的值

int i = 5;
int* const pi = &i;
*pi = 8;//可以实现修改i的值

由于引用是不能脱离被引用的对象存在的，所以对应的指针为指针常量，也就是指针指向的地方是不能变的。

1.2. 引用与指针常量的不同点

看以下代码：

#include<iostream>
using  namespace std;


int main(int argc, char* argv[]) {
    int i = 5;
    cout<<" i = "<<i<<endl;
    cout<<" &i = "<<&i<<endl<<endl;


    int* const pi = &i;
    cout<<"*pi = "<<*pi<<endl;
    cout<<" pi = "<<pi<<endl;
    cout<<"&pi = "<<&pi<<endl<<endl;


    int& ri = i;
    cout<<" ri = "<<ri<<endl;
    //cout<<"*ri = "<<*ri<<endl;不能对引用使用*运算符
    cout<<"&ri = "<<&ri<<endl;


    return 0;
}

结果为：

  i = 5
 &i = 0022FBCC


*pi = 5
 pi = 0022FBCC
&pi = 0022FBC0


 ri = 5
&ri = 0022FBCC

所以，我认为是不是可以简单的以为： int &ri = i等价于int* const pi = *i， 在使用的时候： &ri等价于pi，ri等价于*pi

另外引用与指针的不同还有如下：

1.指针变量具有n级/多级间接寻址，即单指针，双指针，三指针。而引用仅具有一个/单个间接级别。2.引用不能为NULL，而指针经常设为空3.引用必须在声明时进行初始化。指针没有这种限制4.引用更安全：引用必须初始化引用一个对象，不至于有野指针之类的情况5.引用更方便：只需要在定义的时候使用&符号即可，后续的使用完全跟普通变量一样，而其底层的指针实现方式又使其相比于普通变量更方便传递6.指针更强大

2. C/C++的三种传递方式

首先，我们需要理解函数，函数就是一个执行指定任务的代码块，通常函数需要获取一些值并返回。在调用函数的时候，将函数的代码与传入参数压入栈，这里的参数（形参）是调用此函数时传入的值（实参）的拷贝副本，它在函数结束后就消失。

2.1. 值传递（call by value）

“这里的参数（形参）是调用此函数时传入的值（实参）的拷贝副本。”，这就是按值传递，基础的参数传递方式。请看如下函数片段：

int main(){
   int a = 1, b = 2;
   //这里的x、y就是实参
   swap(a, b);


   //a、b的值并不会被交换
   cout << "a = " << a << endl;
   cout << "b = " << b << endl;
}


void swap(int x, int y) { 
   //这里的x、y就是形参，是外部实参的临时副本
   int temp = x; 
   x = y;
   y = temp;
   return; 
}

2.2. 地址传递/指针传递 （Call by pointer or Call by address）

请看如下函数片段：

int main(){
   int a = 1, b = 2;
   int* pa = &a;
   int* pb = &b;
   //这里的pa、pb就是实参
   swap(pa, pb);
   //以上三行等价于下面一行
   swap(&a, &b);
   //a、b的值将会被交换
   cout << "a = " << a << endl;
   cout << "b = " << b << endl;
}


void swap(int *x, int *y) { 
   //这里的x、y就是形参，是外部实参(指针)的临时副本
   int temp = *x;
   *x = *y;
   *y = temp; 
   return; 
}

2.3. 引用传递

这是C++才有的机制，在C++中推荐使用引用传递 在上面我们讨论了引用，于是，我们同样可以非常方便使用引用来干活儿 请看如下函数片段：

int main(){
   int a = 1, b = 2;


   int &ra = a;
   int &rb = b;
   //这里的pa、pb就是实参
   swap(ra, rb);
   //以上三行等价于下面一行，这样就可以看出引用是多么方便
   //swap(a, b);


   //a、b的值将会被交换
   cout << "a = " << a << endl;
   cout << "b = " << b << endl;
}



void swap(int &x, int &y) { 
   //这里的x、y就是形参，是外部实参(引用)的临时副本
   int temp = x;
   x = y;
   y = temp;
   return; 
}

3. 注意一点

4. 参考与引用

1.C/C++编程笔记：C++中的引用！^[2]2.What-is-the-difference-between-call-by-value-call-by-address-and-call-by-reference-in-tabular-form-under-C++^[3]

References

[1] 指针常量: https://www.write-down.tech/search/指针常量
[2] C/C++编程笔记：C++中的引用！: https://www.bilibili.com/read/cv9513270
[3] What-is-the-difference-between-call-by-value-call-by-address-and-call-by-reference-in-tabular-form-under-C++: https://www.quora.com/What-is-the-difference-between-call-by-value-call-by-address-and-call-by-reference-in-tabular-form-under-C++